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1、湿拉拉拔应知应会湿拉拉拔应知应会模具基本知识 润滑剂 钢丝拉拔的基本原理 钢丝拉拔过程中的注意事项模具基本知识模孔的基本结构 入口区、工作区、定径带、出口区模具的内孔组成：模具基本知识 入口区 入口区要求： 湿拉模具入口角度90、干拉模4060 入口区作用： （1）主要作用是方便钢丝和润滑剂进入模孔， 防止钢丝从进口方向擦伤或刮去表面涂层； （2）将润滑剂压入工作区对钢丝在拉拔中的润 滑膜建立； （3）在模具生产中，工作区的加工就非常费时 ，因为没有润滑区、或过小，模料就很难渗入 模孔中，造成工作锥难以扩孔。模具基本知识工作区 工作区要求： 平直度：要求工作面呈直线 工作角度：必须严格按照工艺
2、要求正确选用工 作角度针 一般情况下湿拉模具在拉拔道次压缩率1014% 时选用角度为89、14%16%时选用角度为 1011；干拉模具在拉拔道次压缩率1018% 时选用角度为10、18%25%时选用角度为12模具基本知识 工作区 工作区的作用： （1）利用工作锥的上半部分强化金属线表面的润滑膜，使其 更致密、更牢固，以利于高速拉拔。 （2）利用工作锥角的后半部分进行金属的压缩变形。 为了达到高速拉丝时所需的致密好、厚度厚的润滑层，就必须 依靠工作锥的上半部分比入口角或润滑角更小的角度，将 润滑剂挤压致密。禊角角度越小，禊角效应产生的润滑剂压力 越大，使润滑膜的厚度、致密度增加，越有益于高速拉丝
3、。因 此要求金属线材进入拉丝模工作角时与模具首先接触的位置， 应当在工作锥角高度的一半。利用工作锥的上半部分，可更好 地提高入口角已经初步建立的润滑膜的致密度及表面的结合牢 度，并增加一定的厚度，可以防止拉拔时粘附现象的发生达到 高速拉拔延长模具使用的目的。工作锥的下半部分是真正起到 压缩金属变形的作用，所以要求工作锥除建立润滑膜所需高度 外，还要有足够的长度完成压缩变形。模具基本知识工作锥角的选择原则： 压缩率：如部分压缩率增大，圆锥角也应 加大，压缩率愈小则工作角亦小。 金属性能：金属愈硬，圆锥角愈小，软金 属圆锥角很大，一般在15度20度以上。 线径粗细：线径愈细，圆锥角愈小。 工作锥角
4、度计算公式：2=24+0.2（R-10） 模具基本知识 模具中间直径计算设工作锥角为2，出口锥角为2，模孔直径 为d，定径带高度为h，d1为所要求的中间直径 ：1d1=d-2h ctg+ctg当=及h1=h2时hd1=d- ctg模具基本知识定径带 定径带要求： 平直度：要求工作面呈直线且是直线状，不能 带有任何的锥度 丝径控制：它是保证钢丝在压缩后的尺寸不致 改变，且保证钢丝的表面不受损伤，使钢丝出 线时不致产生摇晃震动产生竹节，定径带的长 与短还影响到模具的使用寿命和拉拔力的大小 ，也是拉丝模中又一重要参数，它的规定角度 允差范围为0025。模具基本知识 定径带的选择原则： 拉制软材料较硬
5、材料短。 拉制小直径线材较大直径线材短。 湿式拉拔较干式拉拔要短。 拉拔不锈钢丝宜选用短的定径带和大的模孔角度， 以保证润滑良好，减少咬焊，避免钢丝表面破坏，定 径带（0.10.4）d。 拉拔硬质合金及高碳钢丝宜选用较长的定径带以确 保尺寸公差，定径带（0.251.2）d。 定径带过长：会使摩擦热增加，模具温度升高，容易 产生粘附现象，损坏模具，影响模具寿命，成品尺寸 易于超偏差，拉丝时断线率增加，电耗增大。 定径带过短：会使定径带过快磨损影响成品尺寸，还 影响部分压缩率，造成断丝。模具基本知识出口区 它的作用是保护定径部分不致断裂并使这部分 摩擦热得到散发，同时它还能避免钢丝拉出后 被模口刮
6、伤，所以要求模具在加工过程中要注 意放松锥的建立，以保证金属丝离开定径带后 的弹性恢复。出口锥角干拉一般为60度75度 ，湿拉模具一般为60度；高度要求成品模（ 0.120.20）h，中径模为（0.150.25）h， 新模坯一般为中磨即可。模具基本知识 粗糙度 要求：通过20倍放大镜观察，见不到明显的研 磨纹，且达到镜面光洁度。模孔区域表面粗糙度R（m）入 口 锥0.40.2工 作 锥0.050.025定 径 带0.050.025出 口 锥0.80.4模具基本知识模具更换的原则： 当模具磨损已使模孔表面变粗糙或模 孔表面略有粘结金属的颗粒时就应立即更 换予以修复。 模具孔径已经无法满足工艺压缩
7、率的 要求。模具基本知识模具的使用规范正确的穿头、焊接，必须保证钢 丝拉拔时的润滑充分，否则它们之间会产 生接触性磨粒磨损、焊接处的质量欠佳或 突起直接影响到模具的内孔表面与内在质 量，它将导致模孔壁受磨冲击，严重时出 现横向沟槽而破裂，使钢丝与模具迅速破 坏。模具基本知识 模具的使用规范过程中的正确走线a 、在整个拉拔过程中，必须保证钢 丝与模具垂直同心，使模孔产生正常的变形 均匀，使拉拔角上免受单面冲击，导致模具 产生微裂纹而破裂。b、在整个拉拔过程中，必须保证钢丝 在设备的任何部位不产生接触性硬磨擦，硬 磨擦产生后，导致了钢丝表面润滑层或镀层 破坏严重时对钢丝刮伤，产生擦伤磨损，使 模具
8、和钢丝的表面同时损伤。模具基本知识 模具的使用规范C、模具的冷却效果，冷却效果的好坏直接 影响到模具使用寿命及钢丝的性能，主要预防为 润滑剂温度控制，冷却水的循环畅道，模壳表面 的绣蚀与粘附，成品模具液位控制。d、模具的使用预防性，由于钢丝表面的制 备问题，使前道模具的损伤程度加快，对钢丝表 面产生不规则的变形，钢丝继续对下道模具的损 伤，所以必须采取对换模的科学性、预防性，保 证钢丝表面规则而继续拉拔延伸。模具基本知识 模具的使用规范e、模具使用的平衡间隙控制，在整个 湿拉拉拔过程中，过程模具必须保证它自由 调整的空间，如果没有平衡间隙的存在，很 难保证钢丝在拉拔过程中的三点一线。f、成品模
9、具的固定对单丝圈径平直度 的及预防竹节丝的影响，所有机床对成品模 座的固定要加强，如果在拉拔过程中出现模 座松动或模具固定不紧、在拉拔过程中会产 生自由变化，无法保证原调整的圈径平直度 ，振动过大还将会产生竹节丝。模具基本知识 模具的使用规范如何避免模具的疲劳磨损，它的产生主要是由模具的 装夹，道次压缩率的变化，模具使用寿命过长，钢丝的滑 动过大等，都会造成模具的疲劳磨损，它是粘着磨损和磨 粒磨损（擦伤磨损）的综合过程，特别是硬质合金，在磨 损开始时，在钴和金属之间产生微观的粘结，当钴发生粘 结时，碳化物颗粒被折断，一部分金属屑被润滑剂带走另 一部分粘在金属丝表面，这时让金属丝表面的碳化物颗粒
10、 和被润滑剂带走的都会增大孔壁与钢丝表面之间摩擦，引 起模孔磨损，产生纵向沟槽。另一方面，钢丝变形时受模 壁的强大压力、变形钢丝表面不断更新及表层附近晶粒破 碎，晶格歪扭，发热造成润滑剂氧化促进模孔的磨损。所 以必须加强润滑剂的沉淀处理、钢丝表面光洁度、模具内 孔的光洁度、包括模具的定期维护等管理方面的措施。钢丝拉拔的基本原理金属丝与模孔的摩擦金属丝在拉拔延伸的过程中离不开摩擦，摩擦分 为静摩擦与动摩擦两种。动摩擦又分为滑动摩擦与滚 动摩擦两种，金属丝与模孔壁的摩擦属于滑动摩擦类 型。在金属压力加工中由于摩擦的存在改变了变形金 属的应力状态，使变形不均匀、而且与摩擦发热的现 象一起引起金属组织
11、性能的变化，为克服摩擦需做无 用功而增加能耗；同时摩擦也加速了模子的磨损，影 响了金属丝表面质量。显然这种摩擦对拉丝生产是一 种很不利的因素。为了提高金属丝的机械性能、降低 能耗和机械的磨损，必须尽量设法将摩擦减小到最低 程度，这就需要研究金属丝拉拔时的外摩擦与变形效 率、分析外界因数对拉丝时产生摩擦的影响以及拉丝 模的磨损机理等。钢丝拉拔的基本原理金属丝与模孔的摩擦 摩擦的产生任何表面无论它的光洁度有多少，通 过显微镜放大表面都是“不平”的表面状况 。在拉丝生产中，钢丝在通过模子变形拉 拔过程中，通过拉拔力的作用，钢丝变形 表面对模壁施加很大的力，并且在这种压 力状态下发生滑动。很明显，由此
12、而产生 的摩擦力是非常可观的。钢丝拉拔的基本原理 金属丝与模孔的摩擦 拉丝模工作锥表面状态由于拉丝模模孔内加工精度和加工方法不 同，其摩擦系数也不同；内表面加工精度越高， 摩擦系数越小。 被加工金属丝的表面状态拉丝前，一般应对被加工金属丝进行酸洗 等项表面处理，清除氧化铁皮使被加工表面清洁 ，光滑以便减小与模孔的摩擦；反之如果表面清 洗不彻底，摩擦增大，将会使拉丝模孔加快磨损 。钢丝拉拔的基本原理 金属丝与模孔的摩擦 被加工金属与拉丝模的材质一般情况下，由于被加工金属与拉丝模材 质不同且两种金属的化学亲和能力小，摩擦系数 也较小；但是摩擦系数在很大程度上与金属的强 度和弹性有关；金属的强度和弹
13、性越小韧性也越 大。 正压力与f的关系接触表面上每单位面积所承受的正压力（ N）称为单位压力。金属变形程度越大，正压力 越大，使单位压力也相应增加，其摩擦系数也呈 比例增加 。钢丝拉拔的基本原理 金属丝与模孔的摩擦 变形温度与f的关系变形温度是影响摩擦系数的一个重要因数 ，随着接触表面的变化，会产生两种结果：由于 变形使温度升高，一方面降低变形金属的温度减 小了模壁的单位压力，使摩擦系数减小；另一方 面则因温度的升高而加剧了金属表面的氧化，反 而增加了摩擦系数。一般在低温范围内，随温度 的升高摩擦系数是成比例的增加，当温度达到 750800度时随着温度的增加摩擦系数又急剧的 减小，当模子冷却条
14、件不好时，其摩擦系数增大 是因为润滑剂在高温下氧化烧焦造成的。钢丝拉拔的基本原理金属丝与模孔的摩擦 金属变形速度与f的关系在低速拉拔时，摩擦系数增加，这是因 为较低速度时，金属与模具接触时间长，表面 塑性变形能发展形成新的干净而粗糙的表面， 导致摩擦系数的增加，另外由于接触时间长， 塑性变形的表面相互咬合的紧度有所提高，也 会导致摩擦系数的提高，在高速拉拔情况下， 因表面来不及咬合使摩擦系数有所降低。钢丝拉拔的基本原理金属丝与模孔的摩擦 润滑剂与f的关系选用合适的润滑剂能使变形金属与拉丝模 孔壁之间形成一定厚度的隔离层以减小接触面 上相互咬合的接触点来降低摩擦阻力，达到降 低摩擦系数的目的。
15、另外还与拉丝模的孔型、不同孔型其几何参数 也不同，工作角度偏小或者定径带长度较长（ 相同压缩率下）工作锥的长度会增大，使摩擦 面积增大，造成拉丝模与金属表面恶化拉拔摩 擦系数增大。工作锥角偏大造成金属对模具的 面压力增高，同样造成摩擦系数增大。钢丝拉拔的基本原理金属丝与模孔的摩擦 拉拔金属的化学成分拉拔金属的化学成分不同就是材质不同， 那么与模具的不同材质的摩擦系数就不同，如 钢与钢的摩擦系数为0.17、钢与铝的摩擦系数 为0.18、钢与-黄铜为0.10，含碳的增长削弱了 金属与模具表面间分子联系力，使摩擦系数减 小，金属的化学成分还直接影响材料的粘附性 ，在同样的温度、压力等条件下，接触面的
16、粘 附性是不同的，粘附性越大摩擦系数也越大。钢丝拉拔的基本原理 拉丝模磨损机理分析 摩擦和磨损是密切相关的。相互接触的两个面 （平面、曲面）在一定载荷的作用下作相对滑 动时必然产生摩擦，会出现粗糙表面间的插入 、咬合以及撕裂、发热的现象，还伴随产生磨 损现象；由于磨损产生的碎屑以及周围环境落 到接触表面上的灰渣微粒又作为磨料增大了接 触面间的摩擦，反过来又加剧了磨损。磨损一 般分为粘着磨损（包括扩散磨损）、磨料磨损 （又称擦伤磨损）、微动磨损、疲劳磨损等几 种类型。 钢丝拉拔的基本原理 拉丝模磨损机理分析 粘着磨损 （包括扩散磨损）在垂直载荷作用下，物体产生单向或往复滑动的相对运 动，或有很小振幅的震动，使接触面的凸牙趋于塑性流动状态 ，形成加工硬化结合点或者使两
